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"APPAREIL D'ALIMENTATION POUR GENERATEUR DE VAPEUR
A RESERVE D'EAU CHAUDE"
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ents aux appareils = C&ïi¯ '1 S-3ifieTitaLeürSy pour chaudiè- res de locomotive en particulier, du genre de ceux compre- nant essentiellement un condenseur par mélange dans lequel l'eau dtalimentation, refoulée dans ce condenseur par une pompe à eau froids, est réchauffée par son mélange avec de la vapeur d'échappement admise dans ce condenseur, l'eau chaude ainsi nbtenue étant aspirée, pour être refoulée dans
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- @ la chaudière par une pompe à eau chaude qui, généralement, est actionnée, simultanément avec la pompe à eau froide précitée, par un moteur à vapeur unique.
Dans ce genre d'appareils, lorsqu'on veut alimen- ter la chaudière pendant les périodes de marche à régula- teur ouvert, c'est-à-dire lorsque la vapeur vive est admise dans les cylindres, tandis que la vapeur d'échappement est admise dans le condenseur réchauffeur, l'alimentation peut être obtenue en eau complètement réchauffée. Par contre, si l'on veut alimenter pendant les périodes de marche à ré- gulateur fermé, la vapeur d'échappement de la locomotive n'étant plus admise dans le réchauffeur-condenseur, l'alimen- tation se fera en eau froide ou en eau insuffisamment ré- chauffée par la vapeur d'échappement des machines auxiliai- res telles que le moteur commandant les pompes à eau froide et à eau chaude.
Aussi a-t-on déjà pensé à munir ces appareils ré- chauffeurs de moyens permettant de constituer, durant les périodes de marche à régulateur ouvert, une réserve d'eau chaude servant pour l'aimentation en périodes de marche à régulateur fermé.
Dans l'appareil selon l'invention, la réserve d'eau chaude est uniquement constituée par le trop-plein d'eau chaude du réchauffeur par mélange, avec lequel elle communique toujours librement, cette réserve, qui reçoit ainsi de l'eau réchauffée soit par le mélange de l'eau froide avec la vapeur d'échappement des cylindres de la loco- motive et des auxiliaires, (marche à régulateur ouvert), soit seulement par le mélange avec la vapeur d'échappement des auxiliaires (marche à régulateur fermé), étant d'autre part reliée à la tuyauterie d'aspiration de la pompe à eau froide, qui communique toujours librement avec la bâche d'alimentation, aussi bien pour la marche à régulateur fermé que pour la marche à régulateur ouvert.
Selon une forme de réalisation, la réserve d'eau communique librement par sa partie inférieure avec la tuyauterie d'aspiration de la pompe à eau froide, en sorte @
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que cette pompe à eau froide aspire constamment, aussi bien pendant la marche à régulateur fermé que pendant la marche à régulateur ouvert, d'une part, une certaine quan- tité d'eau froide venant de la bâche et, d'autre part, une certaine quantité d'eau chaude venant de la réserve, et qui est remplacée dans cell-ci par l'eau chaude arrivant du trop plein.
Cette disposition présente l'avantage de ne né- cessiter aucun organe obturateur, sur les tuyauteries, les communications entre les différents organes (bâche d'ali- mentation, pompe à eau froide, réserve d'eau chaude, ré- chauffeur) sont complètement et constamment libres.
Selon une autre forme de réalisation, la réserve d'eau chaude communique librement par sa partie supérieure avec la tuyauterie d'aspiration de la pompe à eau froide, un clapet de retenue étant intercalé sur la tuyauterie per- mettant cette communication pour empêcher la circulation de l'eau venant de la bâche vers la réserve d'eau chaude, mais permettant au contraire la circulation en sens inverse.
Selon une autre forme de réalisation, on intercale dans le cas où la réserve d'eau chaude communique avec la tuyauterie d'aspiration par sa partie inférieure, sur la tuyauterie permettant cette communication, un obturateur commandé automatiquement, de façon à ce qu'il soit fermé lorsqu'il arrive de la vapeur d'échappement de la locomoti- ve dans le réchauffeur et ouvert dans le cas contraire, cet obturateur pouvant être commandé par exemple par la va- peur d'échappement elle-même, ou par tout autre moyen.
D'autres caractéristiques et particularités de l'invention ressortiront de la description qui va en être faite en regard des dessins annexés dans lesquels :
La fig. 1 est une vue en élévation d'un appareil pour le réchauffage de l'eau d'alimentation conforme à l'invention.
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La fig. 2 montre une variante de construction.
La fig. 3 montre une autre variante.
On a supposé dans l'exemple représenté sur la fig. 1 que l'appareil d'alimentation comportait un réchauf- feur par mélange du genre de celui faisant l'objet de l'ad- dition N 36.560 au brevet français 670.008, c'est-à-dire comportant un condenseur principal 1 et un condenseur auxi- liaire 2. A la manière habituelle, le condenseur principal reçoit de la vapeur d'échappement des cylindres de la loco- motive arrivant par une conduite 4 et de la vapeur d'échap- pement des machines auxiliaires arrivant par une conduite 3.
Une pompe à eau froide 5 qui aspire l'eau froide de la bâche d'alimentation 6 par la conduite 7 refoule par une conduite 9 cette eau dans le condeuseur 1. Le mélange de cette eau et de la vapeur d'échappement donne de l'eau chaude qui s'amasse dans la partie inférieure du condenseur 1 d'où elle est aspirée, par la conduite 10, par une pompe à eau chaude 11 qui la refoule, par la conduite 12, dans le générateur. La pompe à eau froide et la pompe à eau chaude sont de préférence commandées par un moteur à vapeur unique 13. L'excès d'eau chaude dans le condenseur 1 pause par une ouverture 14 dans le condenseur auxiliaire 2 qui reçoit éga- lement, par une conduite 15, une certaine quantité d'eau froide pour la condensation de la vapeur pouvant se trouver dans ce condenseur 2.
L'eau chaude arrivant dans ce conden- seur auxiliaire 2 se rend par une conduite de trop-pleinl6 dans la réserve d'eau chaude 18 qui communique par sa par- tieinférieure, au moyen d'une canalisation 19, avec la con- duite d'aspiration 7 de la pompe à eau froide 5.
Le fonctionnement se produit de la façon suivante :
La réserve d'eau se trouve, à l'arrêt, remplie par de l'eau froide à la même températureque l'eau de la bâche 6. A la mise en marche de la locomotive, le condenseur auxiliaire apporte de l'eau chaude à 1000 et plus, qui ré-
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chauffe progressivement et remplace l'eau froide de la ré- serve 18. Au bout d'un certain temps, et suivant la cana- cité de la réserve, la température de T'eau à l'intérieur de celle-ci est très voisine de celle de l'eau arrivant par le trop-pleine.
La réserve d'eau chaude sera ainsi automatiquement constituée par l'apport de l'eau du condenseur auxiliaire et cet échauffement sera facilité par l'évacuation de l'eau la plus froide par la partie basse au fur et à mesure de l'arrivée d'eau chaude par la partie haute, simplementpar différence de c.ensité. A la fermeture du régulateur, ou à l'arrêt de la locomotive, si on continue à alimenter, l'eau chaude de la réserve est admise en mélange avec l'eau froi- de de la bâche d'alimentation dans la conduite d'aspiration de la pompe à eau froide etl'eau d'admission au condenseur 1 peut être ainsi portée à une température de l'ordre de 70 à 75 .
Un réchauffage complémentaire sera provoqué par la vapeur d'échappement des auxiliaires arrivant par la conduite 3 et on -courra alimenter à environ 85 . De toutes façons, la réserve d'eau chaude constituée pendant la marche à régulateur ouvert sera introduite dans la chaudière pen- dant les arrêts. Au bout d'un certain temps de marche, l'eau chaude de la réserve 18 sera naturellement remplacée par de l'eau froide ; à la mise en marche de la locomotive, le réchauffage se produira à nouveau et au prochain arrêt
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la réserve f0tionra dan les P8A rondti()ns. En d'au- tres mots, on récupérera pendant les arrêts les calories que l'on aura accumulées pendant la marche à régulateur ouvert.
La disposition qui vient d'être décrite ne comporte aucun organe à mouvement et constitue un régulateurde température Dour la marche normale du réchauffeur, et elle est surtout avantageuse pour les machines qui fonctionnent par inter- mittence avec de nombreux arrêts.
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Dans la variante représentée sur la fig. 2, la réserve d'eau chaude 18 communique avec la conduite d'aspi- ration 7 de la pompe à eau froide 5 par une conduite 20 qui débouche à la partie supérieure de cette réserve et qui comporte un clapet de retenue 21 empêchant l'arrivée d'eau froide de la bâche 6 dans la réserve 18. Avec cette dispo- sition, seule une quantité d'eau égale à la quantité d'eau arrivant par le trop-plein 16 peut être évacuée par la conduite 20 et être mélangée à l'eau froide aspirée par la canalisation 7. L'eau contenue dans cette réserve aura tou- jours une certaine température, en sorte qu'elle permettra d'alimenter pendant la marche à régulateur fermé en eau re- lativement chaude, pendant un temps relativement long.
Enfin, dans la variante représentée sur la fig. 3, et qui constitue un perfectionnement du dispositif de la fig.
1, on intercale sur la conduite 19 un obturateur 22 qui peut être de toute, construction appropriée et qui est comman- dé de,manière à ce qu'il soit ouvert lorsqu'il n'arrive pas de vapeur d'échappement par la conduite 4 et fermé dans le cas contraire. On pourrait par exemple prévoir un obtura- teur constitué par un clapet 23 monté à l'extrémité d'un piston 24 commandé en antagonisme à l'action d'un ressort de rappel 25 par la pression de la vapeur d'échappement passant dans la conduite 4. L'appareil fonctionne alors dans les conditions suivantes :
Pendant la marche à régulateur ouvert, la vapeur d'échappement arrive par la conduite 4 dans le condenseur l; l'obturateur 22 est fermé. L'eau chaude arrivant par le trop-plein 16 permet donc d'obtenir rapidement une réserve d'eau chaude dans le récipient 18.
Le trop-plein de l'eau contenue dans cette réserve s'écoule comme dans le disposi- tif de la fig. 2 par une conduite 20 avec clapet de retenue 21 .
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Pendant la marche à régulateur fermé, il ne cir- cule plus de vapeur dans la conauite 4, en sorte que l'ob- turatur 22 s'ouvre et permet à une certaine quantité d'eau chaude de la réserve 18 de se mélanger à l'eau froide as- pirée par la conduite 7. Naturellement avec cette disposi- tion, la réserve se videra petit à petit durant la marche à régulateur fermé. Cette disposition permet par contre d'alimenter avec de l'eau très chaude, même en marche à régulateur fermé. On peut prévoir avantageusement sur la conduite 19 en outre de l'obturateur 22 un clapet de rete- nue 27.
Il va d'ailleurs de soi que l'invention n'a été décrite qu'à titre purement explicatif mais nullement limi- tatif et qu'on pourrait y apporter des modifications de détail sans altérer son esprit.
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"POWER SUPPLY FOR STEAM GENERATOR
HOT WATER RESERVE "
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ents to apparatus = C & ïī '1 S-3ifiTitaLeürSy for locomotive boilers in particular, of the kind essentially comprising a mixing condenser in which the feed water, discharged into this condenser by a cold water pump, is heated by its mixture with the exhaust vapor admitted into this condenser, the hot water thus nbtained being sucked in, to be delivered into
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- @ the boiler by a hot water pump which, generally, is actuated simultaneously with the aforementioned cold water pump, by a single steam engine.
In this type of apparatus, when it is desired to supply the boiler during periods of operation with open regulator, that is to say when live steam is admitted into the cylinders, while the steam from exhaust is admitted into the reheater condenser, the supply can be obtained with completely heated water. On the other hand, if one wishes to supply during periods of operation with closed regulator, the exhaust steam from the locomotive no longer being admitted into the heater-condenser, the supply will be made with cold water or in water insufficiently heated by the exhaust steam of auxiliary machinery such as the engine controlling the cold and hot water pumps.
Thus, thought has already been given to providing these heating devices with means making it possible to constitute, during periods of operation with open regulator, a reserve of hot water serving for supply during periods of operation with closed regulator.
In the device according to the invention, the hot water reserve is only constituted by the overflow of hot water from the heater by mixing, with which it always communicates freely, this reserve, which thus receives the heated water. either by mixing the cold water with the exhaust steam from the locomotive cylinders and the auxiliaries (operation with open regulator), or only by mixing with the exhaust steam from the auxiliaries (operation with regulator open). closed), being on the other hand connected to the cold water pump suction pipe, which always communicates freely with the supply tank, both for operation with closed regulator and for operation with open regulator.
According to one embodiment, the water reserve communicates freely through its lower part with the suction pipe of the cold water pump, so @
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that this cold water pump sucks constantly, both during operation with closed regulator and during operation with open regulator, on the one hand, a certain quantity of cold water coming from the tank and, on the other hand, a certain quantity of hot water coming from the reserve, and which is replaced in this one by hot water coming from the overflow.
This arrangement has the advantage of not requiring any shut-off member, on the pipes, the communications between the various components (supply tank, cold water pump, hot water reserve, heater) are completely and constantly free.
According to another embodiment, the hot water reserve communicates freely via its upper part with the suction pipe of the cold water pump, a check valve being interposed on the pipe allowing this communication to prevent circulation. water coming from the tank to the hot water reserve, but on the contrary allowing circulation in the opposite direction.
According to another embodiment, in the case where the hot water reserve communicates with the suction pipe through its lower part, on the pipe allowing this communication, an automatically controlled shutter is inserted, so that it either closed when exhaust steam from the locomotive enters the heater and open otherwise, this shutter being able to be controlled for example by the exhaust steam itself, or by any other way.
Other characteristics and particularities of the invention will emerge from the description which will be given with reference to the appended drawings in which:
Fig. 1 is an elevational view of an apparatus for heating the feed water according to the invention.
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Fig. 2 shows an alternative construction.
Fig. 3 shows another variant.
It has been assumed in the example shown in FIG. 1 that the supply apparatus included a heater by mixing of the type that is the subject of the addition N 36,560 to French patent 670,008, that is to say comprising a main condenser 1 and a auxiliary condenser 2. In the usual way, the main condenser receives exhaust steam from the locomotive cylinders arriving via line 4 and exhaust steam from auxiliary machines arriving via line 3 .
A cold water pump 5 which sucks cold water from the supply tank 6 through line 7 delivers this water through line 9 into the conductor 1. The mixture of this water and the exhaust vapor gives l 'hot water which collects in the lower part of the condenser 1 from where it is sucked, through line 10, by a hot water pump 11 which delivers it, through line 12, into the generator. The cold water pump and the hot water pump are preferably controlled by a single steam engine 13. The excess hot water in the condenser 1 breaks through an opening 14 in the auxiliary condenser 2 which also receives, through a pipe 15, a certain quantity of cold water for the condensation of the vapor which may be in this condenser 2.
The hot water arriving in this auxiliary condenser 2 goes through an overflow pipe 16 to the hot water reserve 18 which communicates via its lower part, by means of a pipe 19, with the pipe. suction 7 of the cold water pump 5.
Operation occurs as follows:
The water reserve is, when stopped, filled with cold water at the same temperature as the water in tank 6. When the locomotive is started up, the auxiliary condenser supplies hot water. to 1000 and more, which re-
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gradually heats up and replaces the cold water in the reserve 18. After a certain time, and depending on the capacity of the reserve, the temperature of the water inside it is very close. that of the water arriving through the overflow.
The hot water reserve will thus be automatically constituted by the supply of water from the auxiliary condenser and this heating will be facilitated by the evacuation of the coldest water through the lower part as and when it arrives. of hot water from the upper part, simply by the difference in density. When the regulator is closed, or when the locomotive is stopped, if the supply is continued, the hot water from the reserve is admitted mixed with the cold water from the supply tank into the supply line. suction of the cold water pump and the inlet water to the condenser 1 can thus be brought to a temperature of the order of 70 to 75.
Additional heating will be caused by the exhaust steam from the auxiliaries arriving through line 3 and will be supplied at around 85. In any case, the hot water reserve formed during operation with open regulator will be introduced into the boiler during shutdowns. After a certain period of operation, the hot water in reserve 18 will naturally be replaced by cold water; when starting the locomotive, reheating will occur again and at the next stop
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the reserve f0tionra in the P8A rondti () ns. In other words, the calories accumulated during operation with open regulator will be recovered during stops.
The arrangement which has just been described does not include any moving member and constitutes a temperature regulator for the normal operation of the heater, and it is especially advantageous for machines which operate intermittently with numerous stops.
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In the variant shown in FIG. 2, the hot water reserve 18 communicates with the suction pipe 7 of the cold water pump 5 via a pipe 20 which opens out at the upper part of this reserve and which comprises a check valve 21 preventing the cold water inlet from tank 6 into reserve 18. With this arrangement, only a quantity of water equal to the quantity of water arriving through overflow 16 can be discharged through line 20 and be mixed cold water sucked in by pipe 7. The water contained in this reserve will always have a certain temperature, so that it will supply, during operation with the regulator closed, with relatively hot water, for a period of time. relatively long time.
Finally, in the variant shown in FIG. 3, and which constitutes an improvement of the device of FIG.
1, a shutter 22 is interposed on the pipe 19 which may be of any suitable construction and which is controlled in such a way that it is open when no exhaust vapor arrives through the pipe. 4 and closed otherwise. For example, provision could be made for a shutter consisting of a valve 23 mounted at the end of a piston 24 controlled in antagonism to the action of a return spring 25 by the pressure of the exhaust vapor passing through the outlet. pipe 4. The device then operates under the following conditions:
During operation with open regulator, the exhaust vapor arrives via line 4 in the condenser 1; the shutter 22 is closed. The hot water arriving through the overflow 16 therefore makes it possible to quickly obtain a reserve of hot water in the receptacle 18.
The overflow of the water contained in this reserve flows as in the device of fig. 2 via a pipe 20 with check valve 21.
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During operation with closed regulator, no more steam circulates in the conauite 4, so that the shutter 22 opens and allows a certain quantity of hot water from the reserve 18 to mix with it. the cold water drawn in through line 7. Naturally with this arrangement, the reserve will be emptied little by little during operation with the regulator closed. On the other hand, this arrangement makes it possible to supply very hot water, even when operating with closed regulator. In addition to the shutter 22, a check valve 27 can advantageously be provided on the pipe 19.
It goes without saying, moreover, that the invention has been described only for explanatory purposes but in no way limiting and that modifications of detail could be made to it without altering its spirit.